POSTECH, 미생물 진화 조절 ‘스위치’ 개발

지구환경에서는 생존 경쟁력을 가지고 있는 생명체가 선택적으로 살아남는다.

생명체는 살아남기 위해 특정 화합물을 감지, 유전자의 발현을 조절해 환경에 적응할 수 있도록 하는 ‘스위치(Riboswitch)’를 가지고 있다.

이 ‘스위치’의 역할에 착안, 인공적으로 특정 미생물만을 골라 진화하게 만드는 ‘인공 스위치’를 국내 연구팀이 개발해 화제를 모으고 있다.

 POSTECH 화학공학과․시스템생명공학부 정규열 교수․양진아 박사과정 학생․서상우 박사는 세계 최고 권위의 과학 전문지 ‘네이처(Nature)’의 온라인 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)’ 최신호를 통해 특정 화합물의 효과적 생산을 위해 미생물을 인위적으로 진화시키는 기술을 발표했다.

연구팀은 리보스위치의 특성에 착안해 합성 RNA*1 기반의 인공유전자 스위치를 개발하고, 이를 바탕으로 원하는 물질을 고효율로 생산하는 미생물 균주만을 선택적으로 진화시키는 ‘진화유도기술’도 발표했다.

이 기술은 스위치 역할을 하는 유전자를 미생물에 넣으면 필요로 하는 물질을 높은 효율로 생산하는 미생물만 살아남게 되는 것으로, 의약품이나 바이오연료, 바이오소재를 생산하는 고성능 균주에 활용할 수 있으며 이외에도 석유화학 제품을 생산하는 인공미생물공장에도 응용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

연구를 이끈 정규열 교수는 “이 연구는 미생물의 진화를 인위적으로 조작할 수 있는 기술로, 인간이 필요로 하는 다양한 물질을 생산할 수 있는 미생물을 자연계가 아니라 인공적으로 마음껏 얻을 수 있어 지금까지의 기술로는 얻을 수 없었던 고성능 균주를 효과적으로 개발할 수 있을 것”이라며 “전세계에서 진행되고 있는 화합물 생산용 미생물의 개량 속도 역시 획기적으로 향상시킬 것”으로 내다봤다.

또, “특히 같이 제안한 인공진화유도기술은 다양한 미생물을 이용한 친환경 산업에 적극 적용되길 기대한다”고 덧붙였다.

한편, 이번 연구성과는 교육과학기술부 글로벌프론티어사업 차세대 바이오매스 연구단과 국토해양부 바이오산업 신소재 기술개발 사업 해양바이오산업신소재 연구단 등의 지원을 받아 수행됐다.

김지형 기자